導入
地球の形状を決定すること、言い換えれば、地球儀の外面の形状とその寸法を研究することは、測地学の古典的なタスクの 1 つを構成します。地球物理学と理論地球力学に不可欠な情報を提供します。ただし、一般的な表面は、ほとんどの場合、特定の物理的特性が関連付けられていない幾何学的オブジェクトであることに注意してください。これは、地球の形状には当てはまりません。地球の形状は、何らかの形で地球の重力場を考慮して決定する必要があります。その結果、物理的特性を幾何学的形状と関連付けなければなりません。地球の形状を表すために定義する表面のほとんどは、水平面、または等電位面、言い換えれば、重力のポテンシャルが一定である表面です。 。地球の形状の定義は単一ではなく、それぞれに有用性と存在理由があるいくつかの定義があります。したがって、水平面ではありませんが、そのさまざまな次元が依然として重力に依存している地形図 (またはトポイド) とは別に、楕円体の等ポテンシャル図 (または標準楕円体)、静水圧平衡図 (またはハイドロイド)、そして最後に人工衛星が移動する重力場を最もよく表す等電位面。後者はジオイドと呼ばれ、地球の図形として考えられることが増えていますが、地理学者にとってはトポイドが最も重要な表面であり、測地学者にとっては楕円体がジオイドよりもはるかに重要な役割を果たしていることが忘れられています。地球物理学者は、ジオイドの特性ではなくハイドロイドの特性を重視することがよくあります。すべてを考慮すると、ジオイドを使用するのは主にマントル力学と地球規模のテクトニクスを扱う地球物理学者です。
歴史的側面
地球の形状に関する最初の仮説は太古の昔に遡りますが、それは紀元前1千年紀の中頃まで遡りませんでした。球形の仮説は紀元前に明確に定式化され、その後17世紀後半まで学者によってほとんど疑われることはありませんでした。現時点では、遠心力に関するクリスチャン ホイヘンス(1629 ～ 1695 年) の研究と、1687 年にアイザック ニュートン(1643 ～ 1727 年) の著作「自然数学原理」の出版、およびフランスにおける大きな測地線弧の測定が行われました。 、地球の形状は回転楕円体の形状、言い換えれば、限定された意味での回転楕円体の形状に違いないという信念につながりました。
地球圏の半径Rを最初に決定したのは、アレクサンドリアの学者、キレネのエラトステネス (紀元前 273 ～ 192 年) によるものです。エラトステネスが発明し、その名を冠した測定法により、当時得られたRの値がせいぜい実際の値の 10% 程度であったとしても、彼は測地学の真の創始者となりました。エラトステネスの研究に続く何世紀にもわたって、地球の半径の価値についての知識を向上させる試みが行われました。最初に参加した主な国々だけを挙げると、ギリシャ人、アラブ人、中国人、イギリス人、フランス人です。このクエストでは。球形の地球の考えに基づくRの最後の決定は、修道院長ジャン ピカール (1620–1682) の決定でした。ピカードの測定後すぐに、最初の近似として地球の形状は球体ではなく、わずかに平らになった回転楕円体であることがわかりましたが、ピカードによって得られたR値は、地球の平均半径を高い精度で提供します。これは、ピカールの測定がパリ近郊、つまり中緯度で行われたという事実によるもので、そこでは地表から地球の中心までの距離が、楕円体と同じ体積です。
